图像算法-BMP格式图片的数据结构

前言

图像处理的第一步就是读取图像数据，图像数据存储的文件格式有很多，比如Bmp，Jpg，Png等。通过opencv算法库，我们可以很方便的读取这些文件中的图像数据。其实，我们也可以根据图片文件的存储方式，自己编码实现对图片数据的读取。Bmp格式图片，在图像领域经常被使用，由于没有经过编码，因此进行数据读取非常方便，下面就详细介绍Bmp格式图片的数据结构。

数据结构

位图文件由文件头、信息表、颜色表、图像数据四个部分组成。

// 文件头
    typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
    {
        WORD bfType;  //文件类型，必须为BM(1-2字节）
        DWORD bfSize;  //文件大小，以字节为单位（3-6字节，低位在前）
        WORD bfReserved1;  //保留字，必须为0(7-8字节）
        WORD bfReserved2;  //保留字，必须为0(9-10字节）
        DWORD bfOffBits;  //位图数据的起始位置，以相对于位图（11-14字节，低位在前）
        //文件头的偏移量表示，以字节为单位
    }__attribute__((packed)) BITMAPFILEHEADER;

// 信息表
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
    DWORD biSize;  //本结构所占用字节数（15-18字节）
    LONG biWidth;  //位图的宽度（19-22字节）
    LONG biHeight;  //位图的高度（23-26字节）
    WORD biPlanes;  //目标设备的级别，必须为1(27-28字节）
    WORD biBitCount;  //每个像素所需的位数，必须是1（双色），（29-30字节）
    //4(16色），8(256色）16(高彩色)或24（真彩色）之一
    DWORD biCompression;  //位图压缩类型，必须是0（不压缩），（31-34字节）
    //1(BI_RLE8压缩类型）或2(BI_RLE4压缩类型）之一
    DWORD biSizeImage;  //位图的大小(4字节对齐)，以字节为单位（35-38字节）
    LONG biXPelsPerMeter;  //位图水平分辨率，每米像素数（39-42字节）
    LONG biYPelsPerMeter;  //位图垂直分辨率，每米像素数（43-46字节)
    DWORD biClrUsed;  //位图实际使用的颜色表中的颜色数（47-50字节）
    DWORD biClrImportant;  //位图显示过程中重要的颜色数（51-54字节）
    }__attribute__((packed)) BITMAPINFOHEADER;

// 颜色表
    typedef struct tagRGBQUAD{
    BYTE rgbBlue;  //蓝色的亮度（值范围为0-255)
    BYTE rgbGreen;  //绿色的亮度（值范围为0-255)
    BYTE rgbRed;  //红色的亮度（值范围为0-255)
    BYTE rgbReserved;  //保留，必须为0
    }__attribute__((packed)) RGBQUAD;

说明

1. 位图文件头结构大小为14个字节；位图信息表结构大小为40字节；
2. 颜色表中，一个结构对应一种颜色，灰度图时，该结构为1个；彩色图，无颜色表；
3. 图像数据存储的顺序是从上到下，从左到右存储，且每行四字节对齐；对于灰度图像，存储单个像素值；对于彩色图像，则存储RGB三个通道的像素值；
4. 在bmp文件中，图像数据存储是从左下角开始存储的；
5. 在用fopen打开bmp文件时，读文件使用“rb”，写文件使用”wb”；